ROS基础 核心概念及常用命令行

ROS是什么

一套用于机器人开发的系统
集成了 通信机制 开发工具 应用功能 生态系统
目标是提高机器人研发中的软件复用率

节点(Node)——执行单元

• 执行具体任务的进程，独立运行的可执行文件
• 节点在系统的名称必须唯一

节点管理器(ROS Master)——控制中心

• 为节点提供命名和注册服务
• 辅助节点相互查找，建立连接
• 提供参数服务器，节点用此服务器来存储和检索运行时的参数

话题通信（异步通信）

可理解为信件，寄信人无法第一时间知道收信人是否收到
话题(Topic) 节点间用来传输数据的总线，数据由发布者传输到订阅者
消息(Message) 即话题的数据，具有一定的类型和数据结构，有标准类型和用户自定义类型，用.msg文件定义

服务通信（同步通信）

可理解为电话，立刻知道对方收到，一种带有反馈的机制
客户端发送请求数据，服务器完成处理后返回应答数据
使用.srv文件来定义请求和应答数据结构

话题与服务的区别

项目	话题	服务
同步性	异步	同步
通信模型	发布/订阅	服务器/客户端
底层协议	ROSTCP/ROSUDP	ROSTCP/ROSUDP
反馈机制	无	有
缓冲区	无	有
实时性	弱	强
节点关系	多对多	一对多(一个server)
适用场景	数据传输	逻辑处理

参数——全局共享字典

• 可通过网络访问的共享，多变量字典
• 节点使用此服务器来存储和检索运行时的参数
• 适合存储静态、非二进制的配置参数，不适合存储动态配置的数据

文件系统

功能包(Package)
ROS软件中的基本单元，包含节点源码、配置文件、数据定义等
功能包清单(Package manifest)
记录功能包的基本信息，包含作者信息、许可信息、依赖选项、编译标志等
元功能包(Meta Packages)
组织多个用于同一目的功能包

ROS命令行

启动ros master

$ roscore

启动海龟仿真器

$ rosrun turtlesim turtlesim_node

启动海龟控制节点（用键盘控制）

$ rosrun turtlesim turtle_teleop_key

基于qt的可视化工具，现实系统计算图

$ rqt_graph

rosnode

$ rosnode				#显示系统中所有相关节点的具体操作提示
$ rosnode list			#列出系统中所有节点
$ rosnode info /xxx		#查看某个节点的具体信息

rostopic

$ rostopic				#显示系统中所有相关话题的具体操作提示
$ rostopic list			#列出系统中所有节点
$ rostopic info /xxx	#查看某个节点的具体信息
$ rostopic pub			#给话题发布数据，话题名+消息结构+消息的数据
$ rostopic pub -r 10	#每秒发布十次

查看xxx的消息结构

$ rosmsg show xxx			

rosservice

$ rosservice list		#列出服务内容

rosbag

$ rosbag record -a -O cmd_record	#话题记录在cmd_record文件，ctrl+c结束记录
$ rosbag play cmd_record.bag		#话题复现